CN107677148A - 一种套管式u形管换热器 - Google Patents

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刘文明
许进文
巢建伟
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage

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Abstract

本发明涉及一种套管式U形管换热器，包括管箱、管板、壳体、U形换热管和尾箱，其壳体由圆筒、前端板、后端板和套管组成，前后端板分别连接在圆筒的两端，端板上开有一一对应的贯穿孔，套管穿过两端板上的孔，两端分别与前后端板固连；U形换热管穿过壳体中的套管与管板连接，U形换热管外径小于套管内径，两者之间存有间隙。壳体前端板与管板之间通过短圆筒连接，管板与壳体前端板之间、换热管与套管之间以及壳体后端板与尾箱之间形成一贯通的密闭空腔，该密闭空腔内填充导热介质。本发明可以有效防止换热器管、壳程介质因泄露而相互接触，大大提高换热器的安全性能，在一些特殊场合可以有效避免一系列恶性事故的发生。

Description

一种套管式U形管换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种换热管带有套管的U形管换热器。
背景技术
U形管换热器适用于管壳程流体温差较大的场合，换热管可以自由伸缩，能够有效消除因管壳程温差引起的热应力。传统的U形管换热器主体结构包括：管箱和壳程筒体，壳程筒体的口部固定设置有壳程法兰，管箱与壳程法兰之间隔设有管板，所述的管板焊接固定在管箱上，壳程筒体上的壳程法兰与管板固定连接，管板上开设有若干管孔，壳程筒体内设置有U形换热管束，所述的U形换热管束固定支撑在壳程筒体内的折流板支架上，折流板支架能在壳程筒体内滑动，U形换热管束的管端穿设、并固定在管板的管孔中。
随着社会技术的发展，设备的技术含量和集成化进一步提高，为保证设备的正常工作，要求与之相关联的换热设备应具有高可靠性，有的还提出了绝对可靠的要求。高可靠性的要求往往通过选用优质材料和优良工艺来保证，绝对可靠的要求必须通过结构型式的改变来保证。
换热器的泄漏点有端盖与管板的连接处垫片泄漏、端盖的泄漏、换热管的管端泄漏和换热管的中间部位泄漏四种。端盖与管板的连接处垫片和端盖的泄漏可以通过选用优质材料、增加厚度和增大螺栓压紧力来控制。换热管的管端泄漏和换热管的中间部位泄漏，随着换热器工作时间的延长，无法保证换热管的管端和冷却管的中间部位不腐蚀泄漏，所以泄漏的可能性随时存在，无法保证换热器的绝对安全可靠。常规换热器的冷热介质仅靠单根换热管的管壁隔开，若换热管破裂，两种介质将相互接触，这样的泄漏，如发生在多晶硅、有机硅和氟化工中会使管、壳程介质混合产生反应后堵塞管、壳程通道，使得整台换热器失效，甚至会因为两种介质的混合发生化学反应造成灾难性事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效防止因换热管与管板连接处或换热管中间部分泄漏使换热器管、壳程流体接触混合的U形管换热器，可以大大提高换热设备的安全性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种套管式U形管换热器，包括管箱、管板、壳体、U形换热管和尾箱，其特征在于所述壳体由圆筒、前端板、后端板和贯穿于两端板之间的套管组成，前后端板分别连接在圆筒的两端，端板上开有一一对应的贯穿孔，套管穿过两端板上的孔，两端分别与前后端板固连；U形换热管穿过壳体中的套管与管板连接，U形换热管外径小于壳体上的套管内径，安装完成后两者之间存有间隙。壳体前端板与管板之间通过短圆筒连接，管板与壳体前端板之间、换热管与套管之间以及壳体后端板与尾箱之间形成一贯通的密闭空腔，该密闭空腔内填充导热介质。
本发明的优点是：可以有效防止换热器管、壳程介质因泄露而相互接触，大大提高换热器的安全性能，在一些特殊场合可以有效避免一系列恶性事故的发生，而且通过监测导热介质的压力变化可以对换热器是否发生泄漏进行预判。
附图说明
图1是本发明所述的套管式U形管换热器结构示意图。
图2是本发明所述的换热器壳体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明做进一步的详细说明。
如附图1、图2所示，套管式U形管换热器，包括管箱1、管板2、壳体3、U形换热管4和尾箱5，所述壳体3由圆筒31、前端板32、后端板33、贯穿于两端板之间的套管34和折流板35组成，前后端板分别连接在圆筒31的两端，端板上开有一一对应的贯穿孔，套管34穿过两端板上的孔，两端分别与前后端板固连，折流板35分布在壳体3中，支撑套管34。壳体3和管板2通过短圆筒6连接，管板2、前端板32和短圆筒6之间形成腔体71；U形换热管4穿过壳体3中的套管34与管板2连接，U形换热管4的外径小于套管34的内径，安装完成后两者之间存有间隙，构成腔体72；尾箱5与壳体3的后端板33连接，尾箱5与后端板33之间形成腔体73，腔体71、腔体72和腔体73相互贯通，构成一密闭空腔7，该密闭空腔7内填充导热介质。尾箱5上留有检测口8。管箱1内腔与U形换热管4内腔贯通，构成换热器的管程，管箱1上连接供管程介质进出的接管9；圆筒31内部、前端板32和后端板33之间和套管34外侧构成换热器的壳程，壳体3上连接供壳程介质进出的接管10。
使用时，管程介质通过接管9进出换热器，壳程介质通过接管10进出换热器与管程介质进行热量交换，密闭空腔7内的导热介质的存在可以提高传热效率。无论管程介质还是壳程介质发成泄露，漏出的介质首先进入密闭空腔7，通过监测密闭空腔7的压力变化可以及时发现泄露的存在，进而采取有效措施，避免管程和壳程介质的直接接触，大大提高换热设备的安全性能。

Claims (3)

1.一种套管式U形管换热器，包括管箱、管板、壳体、U形换热管和尾箱，其特征在于所述壳体由圆筒、前端板、后端板和贯穿于两端板之间的套管组成，前后端板分别连接在圆筒的两端，端板上开有一一对应的贯穿孔，套管穿过两端板上的孔，两端分别与前后端板固连，U形换热管穿过壳体中的套管与管板连接，壳体前端板与管板之间通过短圆筒连接，管板与壳体前端板之间、换热管与套管之间以及壳体后端板与尾箱之间形成一贯通的密闭空腔。
2.根据权利要求1所述的套管式U形管换热器，其特征在于所述U形换热管外径小于壳体上的套管内径。
3.根据权利要求1所述的套管式U形管换热器，其特征在于所述密闭空腔内填充导热介质。
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